Question

13．某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室用銅和硫酸為原料多種方法制取硫酸銅．制備方法如下．
方法一：
（1）濃硫酸試劑瓶上適合貼上的標(biāo)簽是D （填“序號(hào)”）．

（2）甲同學(xué)取6.4g銅片和10mL l8mol•L^-1濃硫酸，放在試管中共熱時(shí)發(fā)現(xiàn)，銅與熱的濃硫酸反應(yīng)后得到藍(lán)色溶液和刺激性氣味的氣體，同時(shí)發(fā)現(xiàn)在試管底部有一些灰白色固體．
①銅跟濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
②直到最后反應(yīng)完畢，發(fā)現(xiàn)試管中還有銅片剩余．甲根據(jù)所學(xué)的化學(xué)知識(shí)，認(rèn)為反應(yīng)后溶液中還有硫酸剩余．他這樣認(rèn)為的理由是加熱條件下，Cu和濃硫酸反應(yīng)但和稀硫酸不反應(yīng)．
請你設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)證明反應(yīng)后溶液中硫酸的存在：取反應(yīng)后溶液少許于試管中，加入紫色石蕊試液，如果溶液變紅色，說明含有氫離子，則含有稀硫酸
③甲同學(xué)為了驗(yàn)證其中灰白色固體的主要成分．設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)步驟：傾倒掉上層液體后，向所得灰白色的固體中加入適量蒸餾水，充分振蕩．
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溶液變藍(lán)色；
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：所得白色固體的化學(xué)式為CuSO₄．
方法二：
（3）乙同學(xué)認(rèn)為甲設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案不好，他自己設(shè)計(jì)的思路是：先將銅粉在空氣中灼燒轉(zhuǎn)化成氧化銅，再將氧化銅溶解于稀硫酸．對比甲的方案，你認(rèn)為乙同學(xué)方案的優(yōu)點(diǎn)是
①不產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體，②硫酸用量少．
（4）丙同學(xué)在一個(gè)燒杯中加入銅粉，倒入稀硫酸，在加入雙氧水，發(fā)現(xiàn)溶液變藍(lán)色，請寫出所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Cu+H₂O₂+H⁺=Cu²⁺+2H₂O．
（5）從硫酸銅稀溶液得到藍(lán)礬的實(shí)驗(yàn)操作步驟是：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾．

Answer 1

分析 （1）濃硫酸具有強(qiáng)腐蝕性；
（2）①加熱條件下，Cu和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水；
②加熱條件下，Cu和濃硫酸反應(yīng)，但和稀硫酸不反應(yīng)；
酸能使紫色石蕊試液變紅色；
③硫酸銅粉末為白色，而硫酸銅溶液為藍(lán)色；
（3）Cu和氧氣反應(yīng)生成CuO，CuO和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水；
（4）酸性條件下，Cu和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水；
（5）將硫酸銅溶液中獲取膽礬需要的實(shí)驗(yàn)操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾．

解答 解：（1）濃硫酸具有強(qiáng)腐蝕性，所以其標(biāo)簽應(yīng)該是D，故答案為：D；
（2）①加熱條件下，Cu和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應(yīng)方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
②加熱條件下，Cu和濃硫酸反應(yīng)，但和稀硫酸不反應(yīng)，所以反應(yīng)后的溶液中還含有硫酸；
酸能使紫色石蕊試液變紅色，硫酸根離子用鹽酸酸化的氯化鋇溶液檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)方法為：取反應(yīng)后溶液少許于試管中，加入紫色石蕊試液，如果溶液變紅色，說明含有氫離子，則含有稀硫酸；
故答案為：加熱條件下，Cu和濃硫酸反應(yīng)但和稀硫酸不反應(yīng)；取反應(yīng)后溶液少許于試管中，加入紫色石蕊試液，如果溶液變紅色，說明含有氫離子，則含有稀硫酸；
③硫酸銅粉末為白色，而硫酸銅溶液為藍(lán)色，將白色固體溶于水后，溶液變藍(lán)色，說明白色固體為CuSO₄，
故答案為：CuSO₄；
（3）由2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O可知，不生成有毒氣體二氧化硫，且使用的硫酸量少，則其優(yōu)點(diǎn)為不產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體、硫酸用量少，故答案為：不產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體；硫酸用量少；
（4）酸性條件下，Cu和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，離子方程式為Cu+H₂O₂+H⁺=Cu²⁺+2H₂O，
故答案為：Cu+H₂O₂+H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
（5）將硫酸銅溶液中獲取膽礬需要的實(shí)驗(yàn)操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，
故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；過濾．

點(diǎn)評(píng) 本題以Cu和濃硫酸反應(yīng)為載體考查物質(zhì)制備及化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)及分析判斷能力，明確化學(xué)反應(yīng)原理及實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法是解本題關(guān)鍵，化學(xué)實(shí)驗(yàn)要考慮環(huán)境保護(hù)、藥品用量、實(shí)驗(yàn)操作的可行性等方面，題目難度不大．